DE112015006230T5

DE112015006230T5 - Schaltvorrichtung zum Auswählen eines Gangs aus mehreren Gängen eines Fahrzeuggetriebes und Verfahren zum Auswählen desselben

Info

Publication number: DE112015006230T5
Application number: DE112015006230.0T
Authority: DE
Inventors: Terrentha Hill
Original assignee: Kongsberg Driveline Systems I LLC
Current assignee: Kongsberg Driveline Systems I LLC
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-11-09
Also published as: WO2016137497A1; US20180094719A1

Abstract

Eine Schaltvorrichtung wird verwendet zum Auswählen eines Ganges aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes. Die Schaltvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das ein Schaltmuster mit einer ersten Schaltgasse mit einer ersten Schaltstellung und eine zweite Schaltgasse mit einer zweiten Schaltstellung definiert. Ein Wählhebel ist selektiv in die und aus der ersten und der zweiten Schaltstellung in den ersten und zweiten Schaltgassen beweglich. Ein Blockiersystem kann zum Übergang zwischen einem ersten Zustand, der die erste Schaltgasse öffnet und wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse verschließt, und einem zweiten Zustand veranlasst werden, der die zweite Schaltgasse öffnet und wenigstens einen Teil der ersten Schaltgasse verschließt. Ein Knauf ist an den Wählhebel gekoppelt und ist zwischen ersten und zweiten Stellungen drehbar und kommuniziert mit dem Blockiersystem, um den Übergang des Blockiersystem in den ersten bzw. zweiten Zustand, wenn sich der Knauf in der ersten bzw. zweiten Stellung befindet, zu bewirken.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung zum Auswählen eines Ganges aus mehreren Gängen eines Fahrzeuggetriebes und ein Verfahren zum Auswählen eines Ganges aus den mehreren Gängen des Fahrzeuggetriebes unter Verwendung der Schaltvorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In der Automobilindustrie besteht der Wunsch, das Schalten von Gängen eines Fahrzeuggetriebes elektronisch zu steuern. Viele verschiedene Schaltvorrichtungen wurden entwickelt, die in „Shift-by-wire“-Systemen zu verwenden sind. Eine der am weitesten verbreiteten Schaltvorrichtungen wird gewöhnlich als Schaltgassenvorrichtung (gate shifter) bezeichnet. Die Schaltgassenvorrichtung wird gewöhnlich dazu verwendet, um das Getriebe in eine Mehrzahl von Gängen zu schalten, wie etwa Parken, Rückwärtsfahrt, Neutral und Vorwärtsfahrt. Die Schaltgassenvorrichtung wird gewöhnlich auch dazu verwendet, um die Gänge des Getriebes in der Vorwärtsfahrposition manuell zu selektieren (was häufig auch als „manumatic“, „tiptronic“ oder „touchshift“ Gangauswahl bezeichnet wird).
Manche Schaltgassenvorrichtungen haben eine monostabile Stellung, was bedeutet, dass ein Wählhebel automatisch in die monostabile Stellung zurückkehrt, nachdem der Wählhebel in einer Stellung zum Schalten der Gänge des Getriebes bewegt worden ist. Schaltgassenvorrichtungen mit monostabiler Stellung sind, obwohl sie effektiv sind, anfällig für unbeabsichtigte Bewegungen aufgrund zufälliger Anwendung von Kraft, z.B. wenn ein Fahrer oder ein Passagier gegen den Wählhebel stößt oder Beschleunigungen in Längsrichtung oder in seitliche Richtung auftreten, die durch plötzliche Bewegungen des Fahrzeugs verursacht werden (üblicherweise als G-Kraft bezeichnet). Unbeabsichtigte Bewegungen des Wählhebels können den unbeabsichtigten Wechsel eines Gangs bewirken, was von dem Fahrer nicht beabsichtigt war. Daher verbleibt ein Bedarf, eine verbesserte Schaltvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung und Vorteile
Die vorliegende Erfindung stellt eine Schaltvorrichtung zum Auswählen eines Ganges aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes bereit. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, das ein Schaltmuster definiert mit einer ersten Schaltgasse, die wenigstens eine erste Schaltstellung definiert, und einer zweiten Schaltgasse, die wenigstens eine zweite Schaltstellung definiert.
Die Schaltvorrichtung umfasst weiter einen Wählhebel, der durch das Schaltmuster vorsteht und zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende verläuft und mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Der Wählhebel ist selektiv zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen beweglich und selektiv in den ersten und zweiten Schaltgassen in die ersten und zweiten Schaltstellungen hinein und daraus heraus beweglich.
Die Schaltvorrichtung umfasst ferner ein Blockiersystem, das an dem Gehäuse angebracht ist und zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand wechseln kann, wobei das Blockiersystem, wenn das Blockiersystem in dem ersten Zustand ist, die erste Schaltgasse öffnet, um die Bewegung des Wählhebels in der ersten Schaltgasse in eine erste Schaltstellung zu ermöglichen, und gleichzeitig wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse verschließt, um die Bewegung des Wählhebels in die zweite Schaltstellung zu unterbinden. Wenn das Blockiersystem in dem zweiten Zustand ist, öffnet das Blockiersystem die zweite Schaltgasse, um Bewegung des Hebels innerhalb der zweiten Schaltgasse zu der zweiten Schaltstellung zu ermöglichen, und verschließt gleichzeitig einen Teil der ersten Schaltgasse, um Bewegung des Wählhebels in die erste Schaltstellung zu unterbinden.
Die Schaltvorrichtung enthält weiter einen Knauf, der mit dem zweiten Ende des Hebels verbunden ist und um die Achse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung drehbar ist. Der Knauf steht in Verbindung mit dem Blockiersystem, um den Übergang des Blockiersystems in den ersten Zustand, wenn er sich in der ersten Stellung befindet, und in den zweiten Zustand zu bewirken, wenn er sich in der zweiten Stellung befindet.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zum Auswählen eines Gangs aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes unter Verwendung einer Schaltvorrichtung, die ein Gehäuse aufweist, das ein Schaltmuster definiert mit einer Schaltgasse, die wenigstens eine Schaltstellung definiert, und einen Wählhebel aufweist, der durch das Schaltmuster hindurch verläuft. Die Schaltvorrichtung umfasst ein Blockiersystem, das mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen mit dem Wählhebel gekoppelten Knauf, der in Verbindung mit dem Blockiersystem steht.
Das Verfahren beinhaltet die Schritte, den Schaltknauf aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zu drehen, was das Blockiersystem aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergehen lässt, wodurch die Schaltgasse durch das Blockiersystem geöffnet wird, und den Wählhebel zu der wenigstens einen Schaltstellung innerhalb der Schaltgasse zu bewegen.
Demgemäß verhindert das Blockiersystem die unbeabsichtigte Bewegung des Wählhebels in eine der ersten und zweiten Schaltstellungen durch Einwirkung irgendeiner Kraft. Die Einschränkung der Bewegung des Hebels in eine der ersten und zweiten Schaltstellungen verhindert unbeabsichtigte Fehlschaltungen, die das Getriebe beschädigen können. Ferner ermöglicht es das Drehen des Knaufes einem Benutzer, schnell auszuwählen, in welche von der ersten und der zweiten Schaltstellung der Benutzer den Hebel zu bewegen beabsichtigt, ohne die Notwendigkeit, einen Knopf oder einen Schalter zu betätigen, der auf Abstand zu der Schaltvorrichtung liegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht anzuerkennen, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich wird, wenn diese in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet wird.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaltvorrichtung, die ein Gehäuse, das einen Schaltkanal definiert, einen Wählhebel und einen Knauf zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung, die den Wählhebel, den Knauf und einen Vorspannmechanismus zeigt.
3 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in einer Ruhestellung befindet und innerhalb einer zweiten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Wählhebels und des Knaufs, die eine Mehrzahl von Rotationssensoren zeigt.
5 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in einer betätigten Stellung befindet und in einer der drei Schaltstellungen einer ersten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
6 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in einer betätigten Stellung befindet und in einer anderen der drei Schaltstellungen der ersten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
7 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in noch einer anderen betätigten Stellung befindet und in noch einer anderen der drei Schaltstellungen der ersten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
8 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in einer anderen betätigten Stellung befindet und in einer der beiden Schaltstellungen einer zweiten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
9 ist eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel sich in noch einer anderen betätigten Stellung befindet und in der anderen der beiden Schaltstellungen der zweiten Schaltgasse des Schaltkanals liegt.
10 ist eine perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel in eine betätigte Stellung innerhalb der ersten Schaltgasse geschwenkt ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung, wobei der Wählhebel zu einer betätigten Stellung innerhalb der zweiten Schaltgasse geschwenkt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, ist eine Schaltvorrichtung 20 zum Auswählen eines Gangs aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes allgemein in 1 und 2 gezeigt. Die Schaltvorrichtung 20 wird im shift-by-wire Betrieb benutzt, um ein elektrisch zu signalisieren, welcher Gangs aus der Mehrzahl von Gängen des Fahrzeuggetriebes ausgewählt werden soll. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Kommunikation zwischen der Schaltapparatur 30 und dem Getriebe auch durch irgendwelche geeigneten mechanischen Komponenten stattfinden kann, was Gestänge, Rollen, Seilzüge und dergleichen beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist.
Die Schaltvorrichtung 20 umfasst ein Gehäuse 22, das ein Schaltmuster 24 definiert mit einer ersten Schaltgasse 26, die wenigstens eine erste Schaltstellung definiert, und mit einer zweiten Schaltgasse 28, die wenigstens eine zweite Schaltstellung definiert. Die Schaltvorrichtung 20 umfasst weiter einen Wählhebel 30, der durch das Schaltmuster 24 vorsteht und entlang einer Achse A zwischen einem ersten Ende 32 und einem zweiten Ende 34 verläuft und mit dem Gehäuse 22 gekoppelt ist. Der Wählhebel 30 ist selektiv zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 beweglich und selektiv in die ersten und zweiten Schaltgassen 26 und 28 hinein und daraus heraus beweglich.
Die Schaltvorrichtung 20 umfasst auch ein Blockiersystem, das in 3 und 5–9 gezeigt ist und das in dem Gehäuse 22 angebracht ist und zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand wechseln kann. Wenn sich das Blockiersystem in dem ersten Zustand befindet, wie in 3 und 5–7 gezeigt, öffnet das Blockiersystem 36 die erste Schaltgasse 26, um Bewegung des Wählhebels 30 innerhalb der ersten Schaltgasse 26 in die erste Schaltgasse zu ermöglichen, und schließt gleichzeitig wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse 28, um die Bewegung des Wählhebels 30 in die zweite Schaltstellung zu unterbinden. Wenn das Blockiersystem sich in dem zweiten Zustand befindet, wie in 8 und 9 gezeigt, öffnet das Blockiersystem 36 die zweite Schaltgasse 28, um Bewegung des Wählhebels 30 in der zweiten Schaltgasse 28 in die zweite Schaltstellung zu ermöglichen, und verschließt gleichzeitig wenigstens einen Teil der ersten Schaltgasse 26, um Bewegung des Wählhebels 30 in die erste Schaltstellung zu unterbinden.
Die Schaltvorrichtung 20 beinhaltet ferner einen Knauf 38, der mit dem zweiten Ende 34 des Wählhebels 30 verbunden ist und um die Achse A zwischen einer ersten Stellung (gezeigt in 3 und 5–7) und einer zweiten Stellung (gezeigt in 8 und 9) drehbar ist, wobei der Knauf 38 in Kommunikation mit dem Blockiersystem 36 steht, um den Übergang des Blockiersystems 36 in den erste Zustand zu veranlassen, wenn der Knauf in der ersten Stellung ist, und in den zweiten Zustand zu veranlassen, wenn der Knauf in der zweiten Stellung ist.
Wie in den Figuren gezeigt ist das Gehäuse 22 im Wesentlichen würfelförmig. Dies dient jedoch nur Beispielzwecken. Es ist anzuerkennen, dass das Gehäuse 22 jede Größe, Form und Gestaltung haben kann. Das Gehäuse 22 kann einen Innenraum 40 definieren, wobei der Wählhebel 30 entlang einer ersten Achse A durch das Schaltmuster 24 verläuft, wobei das erste Ende 32 in dem Innenraum 40 des Gehäuses 22 liegt und das zweite Ende außerhalb des Innenraums 40 des Gehäuses 22 liegt.
Wie in 1 und 2 gezeigt kann das Schaltmuster 24 eine Zwischengasse 42 zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 aufweisen, wobei die Zwischengasse 42 die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 verbindet, um die Bewegung des Wählhebels zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 und zu jeder ersten und zweiten Schaltstellungen zu ermöglichen. Es ist anzuerkennen, dass die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 direkt miteinander verbunden sein können. Anders ausgedrückt, können die ersten Schaltgassen 26, 28 auch senkrecht zueinander verlaufen, so dass die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 direkt miteinander verbunden sind.
Wie in 3 gezeigt können die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 im Wesentlichen parallel zueinander liegen, wobei die Zwischengasse 42 quer zu den ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 verläuft. Insbesondere kann die Zwischengasse 42 senkrecht zu jeder der ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 verlaufen. In einer solchen Konfiguration ähnelt das Schaltmuster 24 dem Buchstaben „H“. Es ist aber zu erkennen, dass die Zwischengasse 42 die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 unter irgendeinem Winkel miteinander verbinden kann.
Die wenigstens eine erste Schaltstellung ist weiter als drei erste Schaltstellungen definiert, und die wenigstens eine zweite Schaltstellung ist weiter als zwei zweite Schaltstellungen definiert. Gewöhnlich sind die drei ersten Schaltstellungen eine Schaltstellung „R“, die einem eingelegten Rückwärtsgangs des Getriebes entspricht, eine Schaltstellung „N“, in der keiner der Gänge des Getriebes eingelegt ist, und eine Schaltstellung „D“, die dem Einlegen von einem oder mehreren Vorwärtsfahrtgängen entspricht. 5 illustriert den Wählhebel 30 in der Schaltstellung „R“, 6 illustriert den Wählhebel 30 in der Schaltstellung „N“, und 7 illustriert den Wählhebel in der Schaltstellung „D“. Gewöhnlich sind die beiden zweiten Schaltstellungen eine Schaltstellung „+“, die den nächst höheren Gang der Vorwärtsfahrtgänge auswählt, und eine Schaltstellung „–“, die den nächst niedrigeren Gang der Vorwärtsfahrtgänge auswählt. 9 illustriert den Wählhebel 30 in der Schaltstellung „+“, und 8 illustriert den Wählhebel in der Schaltstellung „–“. Es ist zu erkennen, dass die drei ersten Schaltstellungen und die beiden zweiten Schaltstellungen irgendwelchen Gängen des Getriebes entsprechen können. Es ist auch anzuerkennen, dass die ersten und zweiten Schaltstellungen irgendeine Anzahl von Schaltstellungen umfassen können.
Wie in 2 und 10–11 gezeigt kann die Schaltvorrichtung 20 einen ersten Sensor 44 aufweisen, der mit dem Gehäuse 22 verbunden ist und der ersten Schaltstellung zugeordnet ist, um zu erfassen, wenn der Wählhebel 30 in einer der aktivierten Stellungen ist, die der ersten Schaltstellung entsprechen, und einen zweiten Sensor 46 aufweisen, der mit dem Gehäuse 22 verbunden ist und der zweiten Schaltstellung zugeordnet ist, um zu erfassen, wenn der Wählhebel in einer anderen der aktivierten Stellungen ist, die der zweiten Schaltstellung entsprechen. Die ersten und zweiten Sensoren 44, 46 können jeweils eine Mehrzahl von Sensoren umfassen. Zum Beispiel kann, wie oben beschrieben, die erste Schaltstellung drei erste Schaltstellungen umfassen und die zweite Schaltstellung zwei zweite Schaltstellungen umfassen. In einer solchen Konfiguration wäre der erste Sensor 44 weiter durch wenigstens drei erste Sensoren 44 definiert, und der zweite Sensor 46 wäre weiter durch wenigstens zwei zweite Sensoren 46 definiert. Ferner kann jeder der ersten und zweiten Sensoren 44, 46 individuell aus einer Mehrzahl von Sensoren zusammengesetzt sein. Zum Beispiel kann die Schaltvorrichtung 20, wie in 2 und 10–11 gezeigt, einen ersten Arm 45 und einen zweiten Arm 47 aufweisen, die jeweils mit dem Wählhebel 30 verbunden sind und davon abstehen. Die Schaltvorrichtung 20 kann auch eine erste Sensorplatte 48 und eine zweite Sensorplatte 50 umfassen. Der erste Arm 45 kann gleitend entlang der ersten Sensorplatte 48 zwischen einer Mehrzahl von Stellungen beweglich sein, und der zweite Arm 47 kann gleitend entlang der zweiten Sensorplatte 50 zwischen einer Mehrzahl von Stellungen beweglich sein. Die ersten und zweiten Schaltstellungen entsprechen jeweils individuell eindeutigen Stellungen der ersten und zweiten Arme 45, 47 relativ zu den ersten und zweiten Sensorplatten 48, 50. Ein solcher Aufbau ist in der internationalen Patentanmeldung PCT/IB2014/064320, die am 8. September 2014 eingereiht worden ist und die Priorität der provisorischen U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/874,598 in Anspruch nimmt, die am 6. September 2013 eingereicht worden ist, wie auch in der internationalen Patentanmeldung PCT/IB2014/064322 beschrieben, die am 8. September 2014 eingereicht worden ist und die Priorität der U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/874,598 in Anspruch nimmt, die am 6. September 2013 eingereicht worden ist, die hier jeweils durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Der Wählhebel 30 kann eine Ruhestellung und eine aktivierte Stellung haben. Die Ruhestellung bezeichnet die Stellung, in die der Wählhebel 30 zurückkehrt, nachdem der Wählhebel 30 bewegt worden ist, was weiter unten weiter beschrieben wird und in 3 gezeigt ist. Die aktivierte Stellung ist irgendeine Stellung, in die der Wählhebel 30 bewegt ist und die auf Abstand zu der Ruhestellung liegt und ist in 5–9 gezeigt.
Wie in 3 gezeigt, kann der Wählhebel 30 in der Ruhestellung durch die zweite Schaltgasse 28 verlaufen und sich dabei in der Ruhestellung auf Abstand zu der zweiten Schaltstellung der zweiten Schaltgasse 28 befinden. Insbesondere kann der Wählhebel 30 durch die zweite Schaltgasse 28 auf Abstand zu jeder der beiden zweiten Schaltstellungen der zweiten Schaltgasse 28 verlaufen, wenn sich der Wählhebel 30 in der Ruhestellung befindet. Es ist anzuerkennen, dass der Wählhebel 30, wenn er sich in der Ruhestellung befindet, auch durch die erste Schaltgasse 26, durch die Zwischengasse 42 oder durch irgendeinen anderen Bereich des Schaltmusters 24 verlaufen kann.
Die aktivierte Stellung kann weiter als eine Mehrzahl von aktivierten Stellungen definiert sein, wobei eine der aktivierten Stellungen der ersten Schaltstellung und eine andere der aktivierten Stellungen der zweiten Schaltstellung entsprechen kann. Insbesondere entsprechen drei der aktivierten Stellungen individuell den drei ersten Schaltstellungen, wie in 5–7 gezeigt, und zwei aktivierte Stellung entsprechend individuell den zwei zweiten Schaltstellungen, wie in 8 und 9 gezeigt. Der Wählhebel 30 wird in die aktivierten Stellungen bewegt, um die ersten und zweiten Schaltstellungen einzulegen. Anders ausgedrückt legt der Wählhebel 30 keine der ersten und zweiten Schaltstellungen ein, wenn er sich in der Ruhestellung befindet.
Die Schaltvorrichtung 20 kann weiterhin einen Vorspannmechanismus 52 umfassen, der in 2 gezeigt ist und in Verbindung mit dem Wählhebel 30 steht, um den Wählhebel 30 kontinuierlich in die Ruhestellung vorzuspannen. Der Vorspannmechanismus 52 kann einen Stift 54, der gleitfähig innerhalb des Wählhebels 30 angeordnet ist, ein Vorspannelement 56, das sowohl an dem Wählhebel 30 als auch an dem Stift 54 angreift, um den Stift 54 kontinuierlich weg von dem Wählhebel 30 vorzuspannen, und eine Rastbahn 58 umfassen, die in dem Gehäuse 22 liegt und damit verbunden ist und die Ruhestellung definiert, in der das Vorspannelement 56 den Stift 54 in Eingriff mit der Rastbahn 58 drückt. Genauer gesagt kann der Wählhebel 30 an dem ersten Ende 32 eine Bohrung entlang der Achse A definieren. Sowohl das Vorspannelement 56 als auch der Stift 54 können innerhalb der Bohrung 54 liegen, wobei der Stift 54 an dem ersten Ende 32 des Wählhebels 30 und das Vorspannelement 56 zwischen den ersten und zweiten Enden 32, 34 des Wählhebels 30 angeordnet ist. Das Vorspannelement 56 spannt den Stift 54 entlang der Achse A vor, so dass der Stift 54 aus der Bohrung an dem ersten Ende 32 vorsteht.
Die Rastbahn 58 hat eine Oberfläche 62, deren Höhenniveau variiert. Der Stift 54 liegt an der Oberfläche 62 der Rastbahn 58 an. Je größer das Höhenniveau der Oberfläche 62 desto weiter ist der Stift 54 in die Bohrung hinein verschoben und desto größer ist die durch das Vorspannelement 56 ausgeübte Vorspannung. Auf diese Weise bewegt sich der Wählhebel 30 dorthin, wo der Stift 54 an einem Bereich der Rastbahn 58 anliegt, in dem das Höhenniveau der Oberfläche 62 am niedrigsten ist und in dem die durch das Vorspannelement 56 erzeugte Vorspannung am geringsten ist. Der Bereich der Rastbahn 58 wo das Höhenniveau der Oberfläche 62 am niedrigsten ist, entspricht der Ruhestellung des Wählhebels 30, wobei jeder andere Teil der Rastbahn 58, in dem das Höhenniveau größer als der niedrigste Bereich ist, der aktivierten Stellung entspricht. Es ist aber zu erkennen, dass der Wählhebel 30 durch jeden geeigneten Mechanismus in die Ruhestellung vorgespannt sein kann.
Der Wählhebel 30 kann dazu in der Lage sein, relativ zu dem Gehäuse 22 zu schwenken, um den Wählhebel 30 zwischen der Ruhestellung, die in 2 gezeigt ist, und den aktivierten Stellungen selektiv zu bewegen, die zum Teil durch 10 und 11 illustriert sind. Beispielsweise können der Wählhebel 30 und das Gehäuse 22, wie in den 2 und 10–11 gezeigt, eine Kugelgelenkanordnung haben, wobei der Wählhebel 30 eine Kugel 64 und das Gehäuse 22 eine Gelenkpfanne 66 hat, die die Kugel 64 lagert. Der Wählhebel 30 schwenkt um die Kugel 64. Es ist anzuerkennen, dass der Wählhebel 30 relativ zu dem Gehäuse 22 unter Verwendung irgendeines geeigneten Mechanismus schwenkbar sein kann, einschließlich einer kardanischen Aufhängung.
Wie in 3 und 5–9 gezeigt, kann das Blockiersystem 36 weiter durch wenigstens zwei Blockierelemente 68 definiert sein.
Eines der wenigstens zwei Blockierelemente 68 kann die erste Schaltgasse 26 in dem ersten Zustand offenhalten, um die Bewegung des Wählhebels in der ersten Schaltgasse 26 in die Schaltstellung zu ermöglichen, und kann in dem zweiten Zustand wenigstens einen Teil der ersten Schaltgasse 26 verschließen, um Bewegung des Wählhebels 30 in der erste Schaltstellung zu unterbinden. Ein anderes der wenigstens zwei Blockierelemente 68 kann in dem ersten Zustand wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse 28 verschließen, um die Bewegung des Wählhebels 30 in die zweite Schaltstellung zu unterbinden, und kann in dem zweiten Zustand die zweite Schaltgasse 28 offenhalten, um Bewegung des Wählhebels in der zweiten Schaltgasse 28 zu der zweiten Schaltstellung zu ermöglichen.
Wie in den Figuren gezeigt, können die wenigstens zwei Blockierelemente 68 drei Blockierelemente 68 sein. Wenn der Wählhebel in der zweiten Schaltgasse 28 in der Ruhestellung positioniert ist, ist eines der Blockierelemente 68 angrenzend zu der Zwischengasse 42 positioniert und öffnet (wie in 3 und 5–7 gezeigt) die Zwischengasse 42 in dem ersten Zustand und schließt (wie in 8 und 9 gezeigt) die Zwischengasse 42 in dem zweiten Zustand. Das Öffnen und Schließen der Zwischengasse 42 wiederum öffnet und schließt die erste Schaltgasse 26. Die anderen beiden Blockierelemente arbeiten zusammen, um die zweite Schaltgasse 28 zu Öffnen und zu verschließen. Eines der Blockierelemente 68 ist angrenzend an die zweite Schaltgasse 28 und zwischen der Zwischengasse 42 und einer der zwei zweiten Schaltstellungen positioniert. Das andere der Blockierelemente 68 ist angrenzend an die zweite Schaltgasse 28 und zwischen der Zwischengasse 42 und der anderen der zwei zweiten Schaltstellungen positioniert. In dem ersten Zustand, der in 3 und 5–7 gezeigt ist, verschließen die beiden Blockierelemente 68 die zweite Schaltgasse 28, so dass der Wählhebel 30 zwar in der zweiten Schaltgasse 28 liegen kann, aber nicht zu einer der beiden zweiten Schaltstellungen bewegt werden kann. In dem in 8 und 9 gezeigten zweiten Zustand öffnen die zwei Blockierelemente 68 die zweite Schaltgasse 28, so dass der Wählhebel 30 zu beiden zweiten Schaltstellungen bewegt werden kann. Es ist anzuerkennen, dass die Blockierelemente 68 irgendeine Anzahl von Blockierelementen 68 umfassen und jegliche Anordnung haben können, um die ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 selektiv zu öffnen und zu verschließen.
Jedes der wenigstens zwei Blockierelemente 68 kann ein Solenoid (Zylinderspule) 70 und einen Kolben 72 umfassen, wobei das Solenoid 70 dazu in der Lage ist, den Kolben 72 zu bewegen, um die jeweiligen Schaltgassen 26, 28 selektiv zu verschließen. Genauer gesagt, können das Solenoid 70 und der Kolben 72 quer zu den jeweiligen Schaltgassen 26, 28 ausgerichtet sein. Das Solenoid 70 bewegt den Kolben 72, so dass der Kolben 72 quer über die Schaltgassen 26, 28 verläuft und die Schaltgassen 26, 28 schließt. Das Solenoid 70 bewegt den Kolben 72 auch so, dass der Kolben 72 auf Abstand zu den Schaltgassen 26, 28 liegt und so die Schaltgassen 26, 28 offen hält. Es ist anzuerkennen, dass die Blockierelemente 68 die Schaltgassen 26, 28 in irgendeiner geeigneten Weise und Gestaltung öffnen und verschließen können.
Die Schaltvorrichtung 20 kann weiterhin eine Mehrzahl von Rotationssensoren 74 aufweisen, wie in 4 gezeigt, wobei einer der Rotationssensoren 74 detektiert, wenn der Knauf 38 in der ersten Stellung ist, um das Blockiersystem 36 in den ersten Zustand übergehen zu lassen, und ein anderer der Rotationssensoren 74 detektiert, wenn der Knauf sich in der zweiten Stellung befindet, um das Blockiersystem 36 in den zweiten Zustand übergehen zu lassen.
Üblicherweise ist die Mehrzahl von Rotationssensoren 74 innerhalb des Knaufs 38 angrenzend an das zweite Ende 34 des Wählhebels 30 untergebracht. Die Rotationssensoren 74 sind radial um den Hebel 30 entlang der Achse A angeordnet. Üblicherweise umfasst die Schaltvorrichtung 20 einen Hebelsensor 76, der an dem zweiten Ende 34 an dem Wählhebel 30 befestigt ist. Der Hebelsensor 76 detektiert denjenigen der Mehrzahl von Rotationssensoren 74, der benachbart zu dem Hebelsensor 76 liegt. Die Mehrzahl von Rotationssensoren 74 ist typischerweise definiert als ein Paar von Rotationssensoren 74, wobei einer der beiden Rotationssensoren 74 es detektiert, wenn der Knauf 38 sich in der ersten Stellung befindet, und der andere der beiden Rotationssensoren 74 es detektiert, wenn sich der Knauf 38 in der zweiten Stellung befindet. In der ersten Stellung signalisiert der eine der beiden Rotationssensoren 74 den Blockierelementen 68 in dem ersten Zustand überzugehen. In der zweiten Stellung signalisiert der andere von den beiden Rotationssensoren 74 den Blockierelementen 68, in den zweiten Zustand überzugehen. Es ist anzuerkennen, dass die Mehrzahl von Rotationssensoren 74 jegliche Anzahl von Rotationssensoren 74 umfassen kann, die in irgendeinem Aufbau angeordnet sind, um die ersten und zweiten Stellungen des Knaufs 38 zu detektieren.
Üblicherweise dreht sich der Knauf um die Achse A zwischen den ersten und zweiten Stellungen, die eine Drehung von weniger als 90° voneinander entfernt sind. Es ist anzuerkennen, dass der Knauf 38 um die Achse A zwischen den ersten und zweiten Stellungen um irgendeine Gradzahl drehbar sein kann.
Wie in 4 gezeigt, kann der Knauf 38 eine Halteeinrichtung 78 aufweisen, die die unbeabsichtigte Drehung des Knaufs 38 verhindert. Gewöhnlich enthält die Halteeinrichtung 78 ein Paar von Ringen 80, wobei jeder Ring eine Mehrzahl von Vorsprüngen 82 hat, die in Umfangsrichtung um den Wählhebel 30 herum verteilt angeordnet sind. Die Vorsprünge 82 sind den Vorsprüngen 82 des gegenüberliegenden Rings zugewandt. Einer der Ringe 80 ist an dem Knauf 38 befestigt, und der andere der Ringe 80 ist entlang der Achse A beweglich und mit dem Hebel 30 gekoppelt. Der bewegliche Ring wird in Eingriff mit dem festen Ring vorgespannt. Wenn die Vorsprünge 82 zwischen den Vorsprüngen 82 des gegenüberliegenden Rings liegen, ist der Knauf 38 daran gehindert, sich ungehindert zu drehen. Um den Knopf 38 zu drehen, muss ein Benutzer einen bestimmten Betrag Drehmoment anwenden, um den fixierten Ring entlang des beweglichen Rings zu bewegen, wobei die gegenüberliegenden Vorsprünge 82 sich aneinander entlang bewegen und den beweglichen Ring dazu bringen, sich gegen die auf den beweglichen Ring ausgeübte Vorspannung von dem fixierten Ring weg zu bewegen.
Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren bereit zum Auswählen eines aus der Mehrzahl von Gängen des Fahrzeuggetriebes, wobei die in den 1 und 2 gezeigte Schaltvorrichtung 20 verwendet wird, die ein das Schaltmuster 24 definierendes Gehäuse 22 umfasst. Das Schaltmuster 24 hat eine Schaltgasse 26, 28, die wenigstens eine Schaltstellung definiert. Dies ist so zu verstehen, dass die Schaltgasse 26, 28 und die wenigstens eine Schaltstellung sich auf eine von den ersten und zweiten Schaltgassen 26, 28 und eine der erste und zweiten Schaltstellungen beziehen kann. Beispielhaft wird die Schaltgasse 26, 28 unten beschrieben unter Verwendung der zweiten Schaltgasse 28 zur Illustration. Die Schaltvorrichtung 20 umfasst weiter den Wählhebel 30, der durch das Schaltmuster 24 hindurch vorsteht, das Blockiersystem 36, das wie in 3 und 5–9 gezeigt an dem Gehäuse 22 angebracht ist, und den Knauf 38, der mit dem Wählhebel 30 gekoppelt ist und mit dem Blockiersystem 36 kommuniziert. Das Verfahren umfasst die Schritte, den Knauf aus der in 3 und 5–7 gezeigten ersten Stellung in die in 8 und 9 gezeigte zweite Stellung zu drehen und das Blockiersystem 36 aus dem ersten in den zweiten Zustand übergehen zu lassen. Es ist zu erkennen, dass die ersten und zweiten Stellungen und die ersten zweiten Zustände austauschbar sind. Anders ausgedrückt kann der Knauf aus der zweiten in die erste Stellung gedreht werden und der Übergang des Blockiersystems 36 aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand veranlasst werden. Das Verfahren umfasst weiter die Schritte, die Gasse 26, 28 mit dem Blockiersystem 36 zu öffnen und den Hebel 30 zu der wenigstens einen Schaltstellung innerhalb der Schaltgasse 26, 28 zu bewegen, wie in 8 und 9 gezeigt. Die beschriebenen Schritte werden gewöhnlich sequenziell ausgeführt; es ist jedoch zu erkennen, dass die Schritte in jeder geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden können.
Der Schritt des Bewegens des Wählhebels kann weiter definiert sein als Schwenken des Wählhebels 30 zu der wenigstens einen Schaltstellung innerhalb der Schaltgasse 26, 28, wie durch 10 und 11 illustriert. Wie oben beschrieben kann das Schwenken des Wählhebels 30 durch die oben beschriebene Kugelgelenkverbindung oder jede andere geeignete Verbindungsgestaltung realisiert werden.
Das Verfahren umfasst weiter den Schritt, vor dem Schritt der Veranlassung des Übergangs des Blockiersystems 36 dem Blockiersystem 36 die zweite Stellung zu kommunizieren. Wie oben beschrieben, kann dem Blockiersystem 36 die zweite Stellung durch die oben beschriebenen Rotationssensoren 74 kommuniziert oder signalisiert werden.
Der Wählhebel 30 kann eine Ruhestellung und die aktivierte Stellung wie oben beschrieben haben, wobei die aktivierte Stellung der wenigstens einen Schaltstellung entspricht. Das Verfahren kann weiter den Schritt enthalten, folgend auf den Schritt der Bewegung des Wählhebels 30 in die wenigstens eine Schaltstellung den Wählhebel 30 aus der aktivierten Stellung in die Ruhestellung zu bewegen. Wie oben beschrieben, kann die Bewegung des Wählhebels 30 in die Ruhestellung durch den in Verbindung mit dem Wählhebel 30 stehenden Vorspannmechanismus 52 erleichtert werden. So kann das Verfahren weiter den Schritt enthalten, vor dem Schritt der Bewegung des Wählhebels 30 in die Ruhestellung den Wählhebel 30 in Richtung auf die Ruhestellung vorzuspannen.
Die Erfindung ist in illustrativer Weise beschrieben worden, und die Beschreibung ist so zu verstehen, dass die dabei verwendete Terminologie als Begriffe der Beschreibung und nicht als Begriffe der Beschränkung gedacht sind. Wie nun für Fachleute klar ist, sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die oben beschriebenen Lehren möglich. Es ist daher so zu verstehen, dass innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche, wobei Bezugszeichen nur der Bequemlichkeit dienen und in keiner Weise beschränkend sein sollen, die Erfindung anders als hier speziell beschrieben realisiert werden kann.

Claims

Schaltvorrichtung zum Auswählen eines Gangs aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse, das ein Schaltmuster mit einer ersten Schaltgasse, die wenigstens eine erste Schaltstellung definiert, und mit einer zweiten Schaltgasse definiert, die wenigstens eine zweite Schaltstellung definiert, einen Wählhebel, der durch das Schaltmuster entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende verläuft und in den Gehäuse gelagert ist, wobei der Wählhebel selektiv zwischen den ersten zweiten Schaltgassen beweglich ist und selektiv in und aus der ersten und zweiten Schaltstellungen in den ersten und zweiten Schaltgassen beweglich ist, ein Blockiersystem, das in dem Gehäuse angebracht ist und das zum Übergang zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand veranlassbar ist, wobei das Blockiersystem, wenn es sich in dem ersten Zustand befindet, die erste Schaltgasse öffnet, um die Bewegung des Wählhebels in der ersten Schaltgasse zu der ersten Schaltstellung zu ermöglichen, und gleichzeitig wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse schließt, um Bewegung des Wählhebels in die zweite Schaltstellung zu unterbinden, und wobei das Blockiersystem, wenn es sich in dem zweiten Zustand befindet, die zweite Schaltgasse öffnet, um Bewegung des Wählhebels in der zweiten Schaltgasse zu der zweiten Schaltstellung zu ermöglichen, und gleichzeitig wenigstens einen Teil der ersten Schaltgasse verschließt, um Bewegung des Wählhebels in die erste Schaltstellung zu unterbinden, einen Knauf, der mit dem zweiten Ende des Wählhebels gekoppelt ist und um die Achse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung drehbar ist, wobei der Knauf in Kommunikation mit dem Blockiersystem steht, um den Übergangs des Blockiersystems in den ersten Zustand, wenn der Knauf sich in der ersten Stellung befindet, und in den zweiten Zustand zu veranlassen, wenn der Knauf sich in der zweiten Stellung befindet.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wählhebel eine Ruhestellung und eine aktivierte Stellung hat und die Schaltvorrichtung weiter einen Vorspannmechanismus in Verbindung mit dem Wählhebel umfasst, um den Wählhebel kontinuierlich in die Ruhestellung vorzuspannen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Vorspannmechanismus einen Stift aufweist, der gleitfähig in dem Wählhebel liegt, wobei ein Vorspannelement sowohl an dem Wählhebel als auch an dem Stift angreift, um den Stift kontinuierlich in Richtung weg von dem Wählhebel vorzuspannen, und eine Rastbahn aufweist, die in dem Gehäuse liegt und damit verbunden ist und die Ruhestellung definiert, wobei der Vorspannmechanismus den Stift in Anlage an die Rastbahn drückt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Wählhebel, wenn er sich in der Ruhestellung befindet, durch die zweite Schaltgasse auf Abstand zu der zweiten Schaltstellung in der zweiten Schaltgasse verläuft.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Blockiersystem weiter durch wenigstens zwei Blockierelemente definiert ist, wobei eines der wenigstens zwei Blockierelemente die erste Schaltgasse in dem ersten Zustand öffnet, um Bewegung des Wählhebels in der ersten Schaltgasse zu der ersten Schaltstellung zu ermöglichen, und wenigstens einen Teil der ersten Schaltgasse in dem zweiten Zustand verschließt, um Bewegung des Wählhebels in die erste Schaltstellung zu unterbinden, und wobei ein anderes der wenigstens zwei Blockierelemente wenigstens einen Teil der zweiten Schaltgasse in dem ersten Zustand verschließt, um Bewegung des Wählhebels in die zweite Schaltstellung zu unterbinden, und die zweite Schaltgasse in dem zweiten Zustand öffnet, um Bewegung des Wählhebels in der zweiten Schaltgasse zu der zweiten Schaltstellung zu ermöglichen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, wobei jedes der zwei Blockierelemente ein Solenoid und einen Kolben umfasst, wobei das Solenoid dazu in der Lage ist, den Kolben zu bewegen, um die jeweilige Schaltgasse selektiv zu schließen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Schaltmuster eine Zwischengasse zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen hat, wobei die Zwischengasse die erste Schaltgasse und die zweite Schaltgasse miteinander verbindet, um die Bewegung des Wählhebels zwischen den ersten und zweiten Schaltgassen zu den ersten und zweiten Schaltstellungen zu ermöglichen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die ersten und zweiten Schaltgassen im Wesentlichen parallel zueinander liegen und die Zwischengasse quer zu den ersten und zweiten Schaltgassen verläuft.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die aktivierte Stellung weiter als eine Mehrzahl von aktivierten Stellungen definiert ist, wobei eine der aktivierten Stellungen der ersten Schaltstellung und eine andere der aktivierten Schaltstellung der zweiten Schaltstellung entspricht.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, die weiter einen mit dem Gehäuse verbundenen und der ersten Schaltstellung zugeordneten ersten Sensor aufweist, um zu detektieren, wenn der Wählhebel in einer der aktivierten Stellungen ist, die der ersten Schaltstellung entspricht, und einen zweiten mit dem Gehäuse verbundenen und der zweiten Schaltstellung zugeordneten Sensor aufweist, um zu detektieren, wenn der Wählhebel in einer anderen der aktivierten Stellungen ist, die der zweiten Schaltstellung entspricht.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Wählhebel schwenkbar relativ zu dem Gehäuse ist, um so den Wählhebel zwischen der Ruhestellung und den aktivierten Stellungen zu bewegen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine erste Schaltstellung weiter als drei erste Schaltstellungen und die wenigstens eine zweite Schaltstellung weiter als zwei zweite Schaltstellungen definiert ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, die weiter eine Mehrzahl von Rotationssensoren aufweist, wobei einer der Rotationssensoren es detektiert, wenn der Knauf sich in der ersten Stellung befindet, um das Blockiersystem in den ersten Zustand übergehen zu lassen, und ein anderer der Rotationssensoren es detektiert, wenn der Knauf sich in der zweiten Stellung befindet, um das Blockiersystem in den zweiten Zustand übergehen zu lassen.
Verfahren zum Auswählen eines Ganges aus einer Mehrzahl von Gängen eines Fahrzeuggetriebes unter Verwendung einer Schaltvorrichtung, die ein Gehäuse, das ein Schaltmuster mit einer Schaltgasse, die wenigstens eine Schaltstellung definiert, wobei ein Wählhebel durch das Schaltmuster verläuft, ein in dem Gehäuse angebrachtes Blockiersystem und einem Knauf aufweist, der mit dem Hebel gekoppelt ist und in Kommunikation mit dem Blockiersystem steht, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: den Knauf von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zu drehen, das Blockiersystem aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergehen zu lassen, die Schaltgasse mit dem Blockiersystem zu öffnen, und den Wählhebel zu der wenigstens einen Schaltstellung innerhalb der Schaltgasse zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Bewegens des Wählhebels weiter definiert ist als Schwenken des Wählhebels in die wenigstens eine Schaltstellung innerhalb der Schaltgasse.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiter den Schritt beinhaltet, vor dem Schritt des Übergehenlassens des Blockiersystems dem Blockiersystem die zweite Stellung zu signalisieren.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Wählhebel eine Ruhestellung und eine aktivierte Stellung hat, die der wenigstens einen Schaltstellung entspricht, und wobei das Verfahren weiter den Schritt beinhaltet, den Wählhebel folgend auf den Schritt des Bewegens des Wählhebels in die wenigstens eine Schaltstellung den Wählhebel aus der aktivierten Stellung in die Ruhestellung zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 17, das weiter einen Vorspannmechanismus in Verbindung mit dem Wählhebel beinhaltet und wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet, den Wählhebel vor dem Schritt des Bewegens des Wählhebels in die Ruhestellung in die Ruhestellung vorzuspannen.